Schiet op! MIT deed op 2 mei zijn laatste uitstapje naar onderzoek in de ruimte via zes payloads van het Media Lab Space Exploration Initiative, weggestopt in het herbruikbare ruimtevoertuig New Shepard van Blue Origin dat opsteeg vanaf een lanceerplatform in West-Texas.

Het was ook de eerste keer in de geschiedenis van het Media Lab dat interne onderzoeksprojecten de ruimte in werden gelanceerd, gedurende enkele minuten aanhoudende microzwaartekracht. De resultaten van dat onderzoek kunnen grote gevolgen hebben voor de productie van halfgeleiders, kunst en telepresence, architectuur en landbouw, onder andere.

"De projecten die we testen, werken fundamenteel anders in de zwaartekracht van de aarde in vergelijking met hoe ze zouden werken in microzwaartekracht, " legde Ariel Ekblaw uit, de oprichter en leider van het Space Exploration Initiative van het Media Lab.

Eerder, het Media Lab stuurde projecten naar microzwaartekracht aan boord van het vliegtuig dat door NASA werd gebruikt om astronauten te trainen, liefdevol bijnaam "de braaksel komeet." Deze parabolische vluchten bieden herhaalde intervallen van 15 tot 30 seconden van bijna gewichtloosheid. De New Shepar-experimentcapsule zal aanzienlijk langer in microzwaartekracht blijven liggen en daarbij de Karman-lijn (de formele grens van "ruimte") overschrijden. Hoewel dat misschien niet veel tijd lijkt, het is genoeg om veel voor elkaar te krijgen.

"De capsule waar het onderzoek plaatsvindt, maakt drie minuten een boog door de ruimte, die ons kostbare momenten van aanhoudende, hoge kwaliteit microzwaartekracht, "Zei Ekblaw. "Dit biedt de mogelijkheid om onze experimenten uit te breiden van eerdere parabolische vluchtprotocollen, en test ook geheel nieuw onderzoek."

Afhankelijk van de resultaten van de experimenten die zijn gedaan tijdens de vlucht van New Shepard, een deel van de projecten zal verder worden ontwikkeld, langetermijnonderzoek aan boord van het internationale ruimtestation, zei Ekbla.

Op deze reis, ze stuurde mozaïekvormige elektromagnetische ruimtestructuren voor de verkenning van herconfigureerbare, Adaptieve omgevingen, ook wel bekend als TESSERAE, naar de ruimte. Het uiteindelijke doel van deze met sensoren versterkte zeshoekige en vijfhoekige "tegels" is om autonoom zichzelf te assembleren tot ruimtestructuren. Deze flexibele, herconfigureerbare modules kunnen vervolgens worden gebruikt voor de bouw van habitats, assemblage van satellieten in de ruimte, of zelfs als infrastructuur voor parabolische spiegels. Ekblaw hoopt dat TESSERAE op een dag in-orbit staging-bases zal ondersteunen voor menselijke verkenning van het oppervlak van de maan of Mars, of ruimtetoerisme in een lage baan om de aarde mogelijk maken.

Een eerder prototype, gevlogen op een paraboolvlucht in november 2017, valideerde het onderzoeksconcept mechanische structuur, polariteitsrangschikking van het plakken van magneten, en het fysieke zelfmontageprotocol. Op de Blue Origin-vlucht, Ekblaw test een nieuw embedded sensornetwerk in de tegels, evenals hun communicatie-architectuur en begeleiding controle aspecten van hun zelf-assemblage capaciteiten. "We testen of ze autonoom zullen circuleren, vind de juiste buren, en magnetisch aan elkaar hechten in microzwaartekracht voor robuuste zelfassemblage, ' zei Ekbla.

Een ander experiment aan boord van New Shepard combineerde kunst met de test van een hulpmiddel voor toekomstige verkenning van de ruimte - het doorkruisen van microzwaartekracht met verhoogde mobiliteit. Woonafstand, een kunstwerk ontworpen door de kunstconservator van het Space Exploration Initiative, Xin Liu, verkent bewegingsvrijheid via een verstandskies - ja, dat lees je goed!

De tand reisde naar de ruimte, gedragen door een robotapparaat genaamd EBIFA en ingekapseld in een kristallijne container. Toen New Shepar de ruimte binnenkwam, de container barstte open en EBIFA kwam in actie, schietkoorden naar buiten met magnetische tips om op een metalen oppervlak te klikken. De tand zweefde vervolgens door de ruimte met minimale interferentie in de vrijwel zwaartekrachtloze omgeving.

"Tijdens deze reis de tand werd een pasgeboren entiteit in de ruimte, zijn kristallijne, sculpturaal lichaam en leven ondersteund door een elektromechanisch systeem, Xin Liu schreef. "Elk van zijn gewichtloze bewegingen werd zorgvuldig op papier berekend en gemodelleerd in simulatiesoftware, want er kan nooit een echte test als deze op aarde zijn."

Het stuk bouwt voort op een performancekunstwerk genaamd Orbit Weaver dat Liu vorig jaar uitvoerde tijdens een parabolische vlucht, waar ze fysiek was vastgebonden aan een nylon koord dat vrij zweefde en vastzat aan nabijgelegen oppervlakken. Orbit Weaver en Living Distance kunnen toekomstige menselijke ruimteverkenners inzichten bieden over hoe ze het beste kunnen navigeren door gewichtloosheid.

Een stuk houtskool maakte ook de reis naar de ruimte in een kamer bekleed met tekenpapier, onderdeel van een project ontworpen door Ani Liu, een Media Lab-alumna. In microzwaartekracht, de houtskool zal zijn eigen koers in de kamer uitzetten, het papier markeren terwijl het door een boog ver boven de aarde zweeft.

Wanneer de kamer terugkeert naar het Media Lab, de houtskool zal de krachten bundelen met een KUKA-robot die het traject van de houtskool zal nabootsen tijdens de drie minuten durende uitloop in microzwaartekracht. Samen, de houtskool en de robot worden een museumexpositie die een demonstratie van beweging in microzwaartekracht biedt aan een breed publiek en illustreert het doel van het Space Exploration Initiative om de toegang tot de ruimte te democratiseren en het publiek uit te nodigen om deel te nemen aan ruimteverkenning.

Harpreet Sareen, nog een Media Lab-alumnus, getest hoe kristallen zich vormen in microzwaartekracht, onderzoek dat uiteindelijk kan leiden tot de fabricage van halfgeleiders in de ruimte.

Halfgeleiders die in de huidige technologie worden gebruikt, vereisen kristallen met een extreem hoge zuiverheid en perfecte vormen, maar zwaartekracht interfereert met kristalgroei op aarde, met als gevolg fouten, contact spanningen, en andere gebreken. Sareen en zijn medewerker, Anna Garbier, creëerde een laboratorium van nanoformaat in een doos die iets kleiner was dan een melkpak van een halve gallon. De elektrische stroom die de groei van de kristallen op gang bracht gedurende de drie minuten dat de New Shepard-capsule suborbitaal was, werd veroorzaakt door raketopdrachten aan boord van Blue Origin.

De kristallen zullen worden geëvalueerd voor potentiële industriële toepassingen, en ze hebben ook een toekomst als kunstinstallatie:Floral Cosmonauts.

En dan zijn er de ongeveer 40 bijen (je zou kunnen zeggen "apinauten") die de reis naar de ruimte maakten namens de Mediated Matter-groep van het Media Lab, die geïnteresseerd is in het zien van de impact die ruimtevaart heeft op een bijenkoningin en haar gevolg. Twee bijenkoninginnen die werden geïnsemineerd in een faciliteit van het Amerikaanse ministerie van landbouw in Louisiana gingen naar de ruimte, elk met ongeveer 20 begeleidende bijen wiens taak het was om haar te voeden en haar lichaamstemperatuur onder controle te houden.

De bijen reisden via twee kleine containers - metabolische ondersteuningscapsules - waarin ze eerder honingraatstructuren bouwden. Dit unieke ontwerp geeft hen een vertrouwde omgeving voor hun reis. Een aangepaste GoPro-camera, wees in de speciaal ontworpen container waarin de bijen, werd in de bovenkant van de koffer geplaatst om de insecten te filmen en hun gedrag tijdens de vlucht vast te leggen.

Alles in de koffer is ontworpen om de reis voor de bijen zo comfortabel mogelijk te maken. tot aan een klein gouden verwarmingskussen dat in actie zou komen als de temperatuur te laag zou worden voor het comfort van een bijenkoningin.

Onderzoekers van de Mediated Matter-groep gaan het gedrag van de bijen bestuderen wanneer ze terugkeren naar de aarde en opnieuw worden geïntroduceerd in een kolonie in het Media Lab. Zullen de koninginnen hun eieren leggen? Komen die eieren uit? En kunnen bijen die in de ruimte zijn geweest doorgaan met het maken van stuifmeel en honing als ze eenmaal op aarde zijn teruggekeerd? Dat zijn enkele van de vele vragen die het team zal stellen.

"We hebben momenteel geen robotalternatief voor bijen voor de bestuiving van veel gewassen, "Zei Ekblaw. "Als we gewassen willen verbouwen op Mars, misschien moeten we bijen meenemen. Weten of ze een missie kunnen overleven, reïntegreren in de bijenkorf, en daarna gedijen is van cruciaal belang."

Zoals deze projecten laten zien, het Space Exploration Initiative verenigt ingenieurs, wetenschappers, artiesten, en ontwerpers in een veelzijdige onderzoeksportfolio. Het team kijkt uit naar een regelmatige lanceringsfrequentie en vooruitgang door mijlpalen in microzwaartekrachtonderzoek - van parabolische vluchten, om met Blue Origin verdere mogelijkheden te lanceren, naar het internationale ruimtestation en zelfs maanlandingen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.